內(nèi)噴鈣爐后活化脫硫工藝的脫硫率及

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1、內(nèi)噴鈣爐后活化脫硫工藝的脫硫率及對鍋爐影響的分析周曉耘1，徐小瓊1，徐紹平2（1．浙江省電力試驗研究所，浙江杭州310014；2．浙江省電力公司，浙江杭州310007）?????摘?要：簡單的介紹爐內(nèi)噴鈣和爐后增濕活化的干法脫硫工藝，分析了這一工藝對脫硫率影響的關(guān)鍵因素和對鍋爐運行影響，對這一脫硫工藝今后的設(shè)計和調(diào)試有一定的參考價值。???關(guān)鍵詞：煙氣脫硫；爐內(nèi)噴鈣；爐后活化；效率；影響?　　爐內(nèi)噴鈣和爐后增濕活化的干法脫硫工藝，具有占地較小、建設(shè)周期短、投資費用省，適用于中低硫煤脫硫的特點，一般Ca／S＜2．5，脫硫率6

2、0％～80％。由芬蘭FORTUM公司開發(fā)的爐內(nèi)噴鈣和爐后增濕活化脫硫系統(tǒng)，即LIFAC工藝（LimestoneInjectionintotheFurnaceandActivationofCalcium），工藝簡圖見圖1。在國內(nèi)南京下關(guān)電廠125MW機組投產(chǎn)2套，紹興錢清電廠125MW機組投產(chǎn)一套，現(xiàn)結(jié)合錢清電廠調(diào)試和生產(chǎn)時的一些實踐，談?wù)勥@一工藝影響脫硫率的幾個關(guān)鍵點，及爐內(nèi)噴鈣對鍋爐的影響，以供類似脫硫工藝的系統(tǒng)在設(shè)計和調(diào)試時借鑒。1工藝基本原理???LIFAC工藝分2個階段進行，即爐內(nèi)噴鈣和爐后增濕活化。第一階段，磨細

3、的石灰石細粉用氣力噴射到爐膛上部溫度為800～1200℃的區(qū)域，CaCO3受熱分解成CaO和CO2，其中部分CaO與鍋爐煙氣中一部分SO2和幾乎全部SO3反應(yīng)生成Ca－SO4，未反應(yīng)的CaO與飛灰隨煙氣（包括未被吸收的SO2）一起排到鍋爐下游，這一階段的脫硫率在25％～35％。其主要反應(yīng)式如下：　　第二階段，煙氣進入爐后一個專門設(shè)計的活化器中噴水增濕。在活化器中煙氣中未反應(yīng)的CaO與水反應(yīng)生成在低溫下有較高活性的Ca（OH）2，這些Ca（OH）2與煙氣中剩余的SO2反應(yīng)生成CaSO3，而CaSO3在正常運行條件下氧化成Ca

4、SO4是微不足道的。其主要反應(yīng)式如下：???　　脫硫灰基本是干的粉末，主要是60％～70％的飛灰及爐膛內(nèi)生成的CaSO4、活化反應(yīng)器內(nèi)生成的CaSO3和未反應(yīng)的CaO、Ca（OH）2。由于有未反應(yīng)的CaO、Ca（OH）2，脫硫灰部分再循環(huán)使用，提高吸收劑的利用率?！　』罨鞒鰜淼脑鰸駸煔鉁囟仍?5～57℃，為了防止在ESP和煙囪中因煙溫降低到露點以下而產(chǎn)生腐蝕問題，在活化塔出口和ESP入口之間增加了用熱空氣再加熱煙氣裝置。2影響脫硫率的幾個因素2．1石灰石噴入系統(tǒng)　　石灰石噴入爐內(nèi)，影響其脫硫率的有煤質(zhì)、石灰石的質(zhì)量和數(shù)量

5、及粒度、石灰石噴入處的溫度、氧化鈣在過熱器區(qū)域的停留時間、石灰石與煙氣的混合程度等?！　∶摿蚵孰S著石灰石的增加而提高，但是當Ca／S大于3．0時，脫硫率提高得很慢，石灰石的最佳利用率約在Ca／S＝2．5～3．0之間?！　∈沂瘒娙胩幍臏囟仍?00～1100℃較佳，重要的是噴入爐膛形成的氧化鈣沒有過燒，在反應(yīng)器中具有活性。CaSO4開始分解的溫度是1200℃，而CaSO3為722℃，因此，在溫度高于1200℃時，即使爐膛內(nèi)同時存在SO2和CaO等堿性氧化物，兩者之間化合成硫酸鹽的可能性也很小。錢清發(fā)電廠1號機負荷70～125

6、MW時，用紅外高溫計在上層石灰石噴嘴標高處兩側(cè)測得1號爐爐膛煙溫峰值為904～1123℃，負荷高爐溫也高，下層石灰石噴嘴處爐溫會更高，基本達到了石灰石噴射點對溫度的要求?！　∈沂跔t內(nèi)停留時間與脫硫率的關(guān)系也有一最佳值，試驗表明，在Ca／S＝3．0，石灰石顆粒直徑為8．6μm和噴入點溫度1000℃時，停留時間0．3～0．5s為佳，所以選擇的石灰石噴入位置距爐頂距離或爐型也很重要，一般氧化鈣粒子在爐內(nèi)停留時間在0．5～3s，其在“流化區(qū)”停留時間增長，脫硫率提高?！　∈沂c煙氣的快速混合和在煙氣中的快速擴散，是石灰石爐內(nèi)

7、噴射脫硫的關(guān)鍵點之一。石灰石能否與煙氣快速混合取決于：噴射點數(shù)量、噴嘴型式、噴嘴位置、輸送介質(zhì)與石灰石質(zhì)量比、石灰石噴射氣流與爐膛主煙氣流的動量比等。下面著重從實際試驗情況，就石灰石與煙氣的混合程度對脫硫率的影響進行討論?！　″X清電廠的LIFAC系統(tǒng)原設(shè)計的爐內(nèi)噴鈣系統(tǒng)用羅茨風機（25m3／min、30kPa）輸送石灰石粉，石灰石噴嘴為一直徑50mm的圓筒，共10只，分上、下排布置在爐前，石灰石上、下排噴嘴距上排一次風距離16．25、13．1m，距頂棚8．45、11．6m，運行時只有一排噴嘴工作，沒有助推風系統(tǒng)?！　?00

8、0年1月11日對石灰石粉噴嘴不投石灰石而只投入輸送風時斷開的皮管處接頭的風速進行了測量，數(shù)值如下表1。由于噴嘴出口直徑小，擴散快，感覺風只能噴射1～2m遠?！　?000年2月份根據(jù)FORTUM的初步設(shè)計，中方自己加工了石灰石噴嘴的助推風系統(tǒng)并安排在下排噴嘴處，助推風的風源取自空壓機送出備用的風量。對中方